DE102015200157A1 - Method for operating a driving simulator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrsimulators mit folgenden Schritten: Erfassen eines Bremswunsches in dem Fahrsimulator, insbesondere auf der Grundlage einer Betätigung eines Bremsgebers; Umwandeln des erfassten Bremswunsches in wenigstens einem Bremssignal, welches geeignet ist, den Bremswunsch zu charakterisieren; Übertragen des wenigstens einen Bremssignals von dem Fahrsimulator an einem Prüfstand, auf welchem wenigstens ein Teil eines Antriebsstrangs mit wenigstens einem Achsenabschnitt, insbesondere einer Achshälfte und wenigstens eine Bremse, welche dem wenigstens einen Achsenabschnitt zugeordnet ist, eines Fahrzeugs montiert sind; Drehen des wenigstens einen Achsenabschnitts mit einer Raddrehzahl, welche einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht; Betätigen der wenigstens einen Bremse des Fahrzeugs auf der Grundlage des wenigstens einen Bremssignals; Einstellen eines vorgegebenen Drehmoments oder einer vorgegebenen Raddrehzahl an wenigstens einem Achsenabschnitt des wenigstens einem Dynamometers auf der Grundlage von Eigenschaften von wenigstens einer Komponente des Fahrzeugs, insbesondere des Antriebsstrangs, des Fahrzeugs und/oder des ganzen Fahrzeugs, wobei die Eigenschaften wenigstens teilweise simuliert werden; Erfassen der realen Raddrehzahl bei vorgegebenem Drehmoment oder des realen Drehmoments bei vorgegebener Raddrehzahl; und Ausgabe der realen Raddrehzahl oder des realen Drehmoments an den Fahrsimulator.The invention relates to a method for operating a driving simulator with the following steps: detecting a braking request in the driving simulator, in particular on the basis of an actuation of a brake transmitter; Converting the detected braking request into at least one brake signal which is suitable for characterizing the braking request; Transmitting the at least one brake signal from the driving simulator to a test stand on which at least a portion of a drive train having at least one axle portion, in particular one half of the axle and at least one brake associated with the at least one axle portion of a vehicle are mounted; Rotating the at least one axle section at a wheel speed corresponding to a predetermined speed of the vehicle; Actuating the at least one brake of the vehicle based on the at least one brake signal; Adjusting a predetermined torque or wheel speed at at least one intercept of the at least one dynamometer based on characteristics of at least one component of the vehicle, in particular the powertrain, the vehicle, and / or the entire vehicle, wherein the characteristics are at least partially simulated; Detecting the real wheel speed at a given torque or the real torque at a given wheel speed; and outputting the real wheel speed or the real torque to the driving simulator.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Bremsen, welche einen Prüfstand und einen Fahrsimulator aufweist, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Fahrsimulators. The invention relates to a device for testing brakes, which has a test bench and a driving simulator, and a method for operating such a driving simulator.
Unter einem Fahrsimulator im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Vorrichtungen zu verstehen, mit denen sich Fahrbetriebe unterschiedlichster Fahrzeuge in möglichst realistischer Weise simulieren lassen. Typischerweise dienen derartige Vorrichtungen zur Simulation des Fahrbetriebs von Straßenfahrzeugen, insbesondere von Rennwagen. Grundsätzlich kann ein Fahrsimulator im Sinne der Erfindung aber auch bei anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen. For the purposes of the present invention, a driving simulator means devices with which driving operations of the most varied vehicles can be simulated in the most realistic manner possible. Typically, such devices are used to simulate the driving of road vehicles, especially racing cars. In principle, however, a driving simulator in the sense of the invention can also be used in other vehicles.
Im Bereich des Rennsports, in welchem die Trainingszeiten im realen Fahrzeug im Allgemeinen streng reglementiert sind, lassen sich neue Entwicklungen mit Hilfe von Fahrsimulatoren kostengünstig testen und Kurse bekannter Rennstrecken im Vorfeld eines Rennens oder der Saison unabhängig von zusätzlichen Trainingsläufen einüben. Weitere Anwendungsbereiche eines erfindungsgemäßen Fahrsimulators sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen von Bremsen liegen in den Bereichen der Fahrzeugentwicklung, Verkehrssicherheit, Mobilität, integralen Sicherheit, der Fahrerassistenzsysteme und der automobilen Grundlagenforschung.In the field of racing, in which the training times in the real vehicle are generally strictly regulated, new developments can be inexpensively tested with the help of driving simulators and practice courses of known racetracks in the run-up to a race or the season independently of additional training runs. Further areas of application of a driving simulator according to the invention and the device according to the invention for testing brakes lie in the areas of vehicle development, traffic safety, mobility, integral safety, driver assistance systems and basic automotive research.
Im Allgemeinen verfügen Fahrsimulatoren über eine Bildwiedergabeeinrichtung zur Darstellung einer realen oder computergenerierten Ansicht der Umgebung des Fahrzeugs. In general, driving simulators have an image display device for displaying a real or computer-generated view of the surroundings of the vehicle.
Hierbei kommen vorzugsweise Methoden der virtuellen Realität zum Einsatz, um einem Fahrer in dem Fahrsimulator ein möglichst realen Eindruck der Umgebung zu vermitteln. Der Fahrer befindet sich dabei im Allgemeinen in einem Cockpit mit Sitz, Instrumentenbrett, Steuerelementen mit Kraftrückkopplung, Rückspiegel und/oder sonstigen Bedienelementen, einer sogenannten Sitzkiste. Eine solche Sitzkiste kann entweder generisch oder gegebenenfalls typenspezifisch ausgeführt sein und ergonomisch und funktional dem Cockpit eines realen Pkw entsprechen. Dies beinhaltet z. B. die Sicht durch die Front- und Seitenscheiben, die Innen- und Außenspiegel sowie die entsprechenden Merkmale der Pkw-Karosserie (z. B. A- und B-Säulen, Mittelkonsole, Innenraum, Tür von innen, etc.). In this case, methods of virtual reality are preferably used in order to give a driver in the driving simulator the most realistic possible impression of the surroundings. The driver is generally located in a cockpit with seat, dashboard, controls with force feedback, rear view mirror and / or other controls, a so-called seat box. Such a seat box can be either generic or possibly type-specific and ergonomically and functionally correspond to the cockpit of a real car. This includes z. B. the view through the front and side windows, the interior and exterior mirrors and the corresponding characteristics of the car body (eg A and B pillars, center console, interior, door from the inside, etc.).
Vorzugsweise ist eine solche Sitzkiste fest, insbesondere starr, mit einer Bewegungsvorrichtung des Fahrsimulators verbunden, welcher eine aktiv gesteuerte oder geregelte Bewegung der Sitzkiste um vorbestimmte Freiheitsgrade gegenüber einem Maschinengestell des Fahrsimulators zulässt. Vorzugsweise kann in dem Fahrsimulator ein ganzes Fahrzeug oder wenigstens Teile der Karosserie eines Fahrzeugs installiert werden, um eine möglichst detailgetreue Simulation für den Fahrer zu ermöglichen. Preferably, such a seat box is fixed, in particular rigid, connected to a movement device of the driving simulator, which allows an actively controlled or regulated movement of the seat box by predetermined degrees of freedom relative to a machine frame of the driving simulator. Preferably, an entire vehicle or at least parts of the bodywork of a vehicle can be installed in the driving simulator in order to allow as detailed as possible a simulation for the driver.
Weiter vorzugsweise weisen Fahrsimulatoren Mittel für eine akustische Nachbildung einer Umgebung eines Fahrzeugs auf. Diese akustische Nachbildung, insbesondere mittels einer Vielzahl von Lautsprechern, erlaubt es, die dem Fahrer dargestellte virtuelle Realität auch in Bezug auf die akustische Wahrnehmung zu vervollkommnen. Further preferably, driving simulators comprise means for an acoustic reproduction of an environment of a vehicle. This acoustic reproduction, in particular by means of a multiplicity of loudspeakers, makes it possible to perfect the virtual reality presented to the driver also with regard to the acoustic perception.
Solche Fahrsimulatoren sind in verschiedenen Ausbildungen im Stand der Technik bekannt:
Die
The
Die
Die
Weiter sind im Stand der Technik Fahrzeugprüfstände bekannt, mit welchen die Bremsfunktion geprüft werden kann. So offenbart die
Vor dem Hintergrund des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Prüfen einer Bremsanlage bereitzustellen, welche die Bremsfunktion von einer oder allen Bremsen unter möglichst realistischen Bedingungen durchführen kann und Daten erzeugt, welche zum Betrieb eines Fahrsimulators verwendet werden können. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrsimulators anhand dieser Daten. Against the background of the prior art, it is an object of the invention to provide a device for testing a brake system, which can perform the braking function of one or all brakes under realistic conditions and generates data that can be used to operate a driving simulator. The invention further relates to a method for operating a driving simulator based on these data.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrsimulators nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Prüfen von Bremsen nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by a method for operating a driving simulator according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Fahrsimulators weist die folgenden Schritte auf: Erfassen eines Bremswunsches in dem Fahrsimulator, insbesondere auf der Grundlage einer Betätigung eines Bremsgebers; Umwandeln des erfassten Bremswunsches in wenigstens einem Bremssignal, welches geeignet ist, den Bremswunsch zu charakterisieren; Übertragen des wenigstens einen Bremssignals von dem Fahrsimulator an einem Prüfstand, auf welchem wenigstens ein Teil eines Antriebsstrangs mit wenigstens einem Achsenabschnitt, insbesondere einer Achshälfte und wenigstens eine Bremse, welche dem wenigstens einen Achsenabschnitt zugeordnet ist, eines Fahrzeugs montiert sind; Drehen des wenigstens einen Achsenabschnitts mit einer Raddrehzahl, welche einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht; Betätigen der wenigstens einen Bremse des Fahrzeugs auf der Grundlage des wenigstens einen Bremssignals; Einstellen eines vorgegebenen Drehmoments oder einer vorgegebenen Raddrehzahl an dem wenigstens einem Achsenabschnitt mittels wenigstens eines Dynamometers auf der Grundlage von Eigenschaften von wenigstens einer Komponente des Fahrzeugs, insbesondere des Antriebsstrangs, des Fahrwerks und/oder des ganzen Fahrzeugs, wobei die Eigenschaften wenigstens teilweise simuliert werden; Erfassen der realen Raddrehzahl bei vorgegebenem Drehmoment oder des realen Drehmoments bei vorgegebener Raddrehzahl; und Ausgabe der realen Raddrehzahl oder des realen Drehmoments an den Fahrsimulator.The method according to the invention for operating a driving simulator has the following steps: detecting a braking request in the driving simulator, in particular based on an actuation of a brake transmitter; Converting the detected braking request into at least one brake signal which is suitable for characterizing the braking request; Transmitting the at least one brake signal from the driving simulator to a test stand on which at least a portion of a drive train having at least one axle portion, in particular one half of the axle and at least one brake associated with the at least one axle portion of a vehicle are mounted; Rotating the at least one axle section at a wheel speed corresponding to a predetermined speed of the vehicle; Actuating the at least one brake of the vehicle based on the at least one brake signal; Adjusting a predetermined torque or a predetermined wheel speed at the at least one axle section by means of at least one dynamometer based on characteristics of at least one component of the vehicle, in particular the drive train, the chassis and / or the entire vehicle, wherein the properties are at least partially simulated; Detecting the real wheel speed at a given torque or the real torque at a given wheel speed; and outputting the real wheel speed or the real torque to the driving simulator.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen einer Bremsanlage eines Fahrzeugs weist vorzugsweise einen Prüfstand auf, welcher eingerichtet ist, um ein Fahrzeug bzw. relevante Abschnitte des Fahrzeugs aufzunehmen. Dies ist wenigstens ein Teil eines Antriebsstrangs mit wenigstens einem Achsenabschnitt, insbesondere einer Achsenhälfte, und wenigstens eine Bremse, welche dem wenigstens einen Achsenabschnitt zugeordnet ist. Die Vorrichtung weist des Weiteren vorzugsweise einen Fahrzeugsimulator auf, welcher eine Sitzkiste mit einem Bremsgeber aufweist und eingerichtet ist, um eine akustische und/oder visuelle Simulation einer Bewegung des Fahrzeugs zu erzeugen und um die Sitzkiste entsprechend der Bewegung des Fahrzeugs zu bewegen. Die Sitzkiste weist insbesondere wenigstens einen Steuerstand und/oder wenigstens einen Abschnitt des Fahrzeugs auf. Zwischen dem Prüfstand und dem Fahrsimulator ist vorzugsweise eine Signalverbindung eingerichtet, um wenigstens ein Bremssignal von dem Fahrsimulator zu dem Prüfstand zu übertragen. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine Datenverbindung auf, welche eingerichtet ist, um wenigstens Daten in Bezug auf eine reale Raddrehzahl und/oder reales Raddrehmoment von dem Prüfstand an den Fahrsimulator zu übertragen. Vorzugsweise ist wenigstens ein Dynamometer der Vorrichtung eingerichtet, um mit wenigstens einem Achsenabschnitt, insbesondere eine Achsenhälfte des Teils des Antriebsstrangs, drehfest verbunden zu werden, wobei die Vorrichtung jeweils einen Dynamometer pro zu überprüfender Bremse aufweist. The device according to the invention for testing a brake system of a vehicle preferably has a test bench, which is set up to receive a vehicle or relevant sections of the vehicle. This is at least a part of a drive train with at least one axle section, in particular an axle half, and at least one brake which is assigned to the at least one axle section. The apparatus further preferably includes a vehicle simulator having a seat box with a brake transmitter and configured to generate an audible and / or visual simulation of movement of the vehicle and to move the seat box in accordance with movement of the vehicle. The seat box has in particular at least one control station and / or at least one section of the vehicle. Between the test bench and the driving simulator, a signal connection is preferably set up in order to transmit at least one brake signal from the driving simulator to the test bench. Furthermore, the apparatus has a data link arranged to transmit at least data relating to a real wheel speed and / or wheel torque from the test bench to the driving simulator. Preferably, at least one dynamometer of the device is arranged to be non-rotatably connected to at least one axis section, in particular an axis half of the part of the drive train, the device each having one dynamometer per brake to be checked.
Ein Bremswunsch im Sinne der Erfindung ist eine insbesondere von dem Fahrer oder einem Fahrautomat abgegebene Anforderung einer Bremswirkung, insbesondere durch Betätigung eines Bremsgebers, beispielsweise einem Bremspedal mit einem Bremskolben.A braking request in the sense of the invention is a request, submitted in particular by the driver or a driving machine, of a braking effect, in particular by actuation of a brake transmitter, for example a brake pedal with a brake piston.
Ein Achsenabschnitt im Sinne der Erfindung ist ein Abschnitt einer Achse, welche bei Fahrzeugen insbesondere zwei Räder an jedem Ende aufweist. Insbesondere ist ein Achsenabschnitt im Sinne der Erfindung eine Achshälfte, welche eingerichtet ist, um ein Rad zu tragen. An intercept within the meaning of the invention is a portion of an axle, which in vehicles has in particular two wheels at each end. In particular, an axis section in the sense of the invention is an axle half, which is set up to carry a wheel.
Ein Dynamometer im Sinne der Erfindung ist eine, vorzugsweise elektrische, Maschine, die auf den Achsenabschnitt eine positive oder negative Kraft bzw. Drehmoment aufbringen kann, also sowohl generatorisch als auch motorisch betrieben werden kann, insbesondere ein sogenannter aktiver Dynamometer. Vorzugsweise umfasst der Dynamometer einen Kraftmesser, insbesondere zum Messen eines Drehmoments. A dynamometer according to the invention is a, preferably electrical, machine that can apply a positive or negative force or torque on the intercept, so both generator and motor can be operated, in particular a so-called active dynamometer. Preferably, the dynamometer comprises a force meter, in particular for measuring a torque.
Eine Komponente eines Fahrzeugs im Sinne der Erfindung ist ein einzelnes Bauteil oder eine Bauteilgruppe eines Fahrzeugs. A component of a vehicle in the sense of the invention is a single component or a component group of a vehicle.
Eine Raddrehzahl im Sinne der Erfindung ist jene Drehzahl, mit der sich ein Rad, wenn dieses an einem Achsenabschnitt montiert wäre, drehen würde. Diese Drehzahl entspricht der Drehzahl, welche an dem Achsenabschnitt gemessen werden kann. A wheel speed in the sense of the invention is that speed with which a wheel, if it were mounted on an axle section, would rotate. This speed corresponds to the speed that can be measured at the intercept.
Eigenschaften von Komponenten im Sinne der Erfindung sind alle Merkmale der Komponenten, welche zum Fahrverhalten des Fahrzeugs beitragen, insbesondere deren Massen, welche bei der Verzögerung der geradlinig bewegten Massen und der rotierenden Massen ein Bremsmoment erzeugen. Eigenschaften im Sinne der Erfindung bezeichnen ganz allgemein Eingangsparameter des erfindungsgemäßen Verfahrens.Characteristics of components within the meaning of the invention are all features of the components which contribute to the driving behavior of the vehicle, in particular their masses, which generate a braking torque in the deceleration of the rectilinear masses and the rotating masses. Properties in the sense of the invention generally designate input parameters of the method according to the invention.
Ein Fahrzeug im Sinne der Erfindung ist ein Luft- oder Landfahrzeug, insbesondere jedoch ein Kraftfahrzeug. A vehicle according to the invention is an air or land vehicle, but in particular a motor vehicle.
Eine reale Raddrehzahl und ein reales Drehmoment im Sinne der Erfindung beinhalten Informationen über gemessene Werte der Raddrehzahl und/oder des Drehmoments an dem wenigstens einen Achsenabschnitt.A real wheel speed and a real torque within the meaning of the invention include information about measured values of the wheel speed and / or the torque at the at least one intercept.
Eine Bremse im Sinne der Erfindung weist insbesondere alle Komponenten auf, die zum Abbremsen der Rotationsbewegung eines Rades bzw. eines Achsenabschnitts, insbesondere Achshälfte, benötigt werden, d.h. bei einer Scheibenbremse zumindest die Bremsscheibe und den Bremssattel mit Bremsbelägen sowie ggf. hydraulische, pneumatische und/oder federnde Elemente.A brake in the sense of the invention has in particular all the components that are required for braking the rotational movement of a wheel or an axle section, in particular half of the axle, i. E. in a disc brake at least the brake disc and the caliper with brake pads and possibly hydraulic, pneumatic and / or resilient elements.
Eine Bremsanlage im Sinne der Erfindung weist zumindest eine Bremse sowie ggf. weitere Elemente zur Verbindung einer oder mehrerer Bremsen mit einem Bremsgeber auf.A brake system according to the invention has at least one brake and possibly further elements for connecting one or more brakes with a brake transmitter.
Die Erfindung basiert auf dem Ansatz, ein virtuelles Fahrerlebnis eines Fahrers oder auch eines Systems zur Bewertung des Fahrverhaltens bzw. der Fahrbarkeit eines Fahrzeugs (z. B. AVL Drive) durch Einbindung von gemessenen physikalischen Werten an wenigstens einem Teil eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs in der Weise zu unterstützen, dass das Fahrerlebnis möglichst nahe an ein Fahrerlebnis in einem realen Fahrzeug heranreicht. Die Erfindung beruht dabei insbesondere auf der Erkenntnis, dass das Fahrverhalten eines Fahrzeugs während einer Bremsung schwierig zu simulieren ist, da die Reibungskräfte an der Bremsung beteiligten Oberflächen, z. B. der Bremsbeläge und der Bremsscheiben, insbesondere aufgrund der Vielzahl von Eingangsparametern, nicht exakt numerisch nachgebildet werden können. Zusätzlich zu der Beschaffenheit der Oberflächen kommen äußere Einflüsse, wie die realen Strömungsbedingungen an der Bremse, der Fahrtwind, die Witterungsbedingungen oder auch Einflüsse durch Verkehrsbedingungen in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit, Fahrtrichtung und Windbedingungen als schwer zu simulierende Einflussfaktoren hinzu. The invention is based on the approach, a virtual driving experience of a driver or even a system for evaluating the driveability of a vehicle (eg AVL Drive) by incorporating measured physical values on at least a part of a drive train of a vehicle in the To support a way that the driving experience as close as possible to a driving experience in a real vehicle. The invention is based in particular on the recognition that the driving behavior of a vehicle during a braking is difficult to simulate, since the friction forces involved in the braking surfaces, eg. B. the brake pads and the brake discs, especially due to the large number of input parameters, can not be replicated exactly numerically. In addition to the nature of the surfaces, external influences such as the real flow conditions on the brake, the airstream, the weather conditions or influences by traffic conditions depending on driving speed, direction of travel and wind conditions are added as influencing factors that are difficult to simulate.
Erfindungsgemäß wird das Bremsverhalten eines zu prüfenden Fahrzeugs vorzugsweises an einem Prüfstand mittels Messungen bestimmt. Auf dem Prüfstand ist dabei wenigstens ein Teil eines Antriebsstrangs, insbesondere ein Achsenabschnitt bzw. eine Achsenhälfte, insbesondere mit Radaufnahme des zu prüfenden Fahrzeugs, montiert. Eine mittels dieser realen Komponenten des Fahrzeugs durchgeführte Bremsung berücksichtigt nicht nur die reale Interaktion zwischen den Elementen der Bremse, sondern ggf. auch Abweichungen des Antriebsstrangs zu denen in einer Simulation hinterlegten Werten. Darüber hinaus können an dem gesamten Antriebsstrang oder auch im Bereich der einzelnen Bremsen reale Umgebungsbedingungen erzeugt werden, so dass auch diese Einflussfaktoren bei der Messung berücksichtigt werden können. Mit dem wenigstens einen Dynamometer des Prüfstands kann insbesondere eine Bremsung eines Vortriebs durch die Antriebsmaschine, z.B. in der Kriechfahrt eines Automatikgetriebes, oder durch eine abschüssige Strecke nachgebildet werden, vorzugsweise kann aber auch eine Bremsung ohne Vortriebskomponente auf dem Prüfstand durch den wenigstens einen Dynamometer simuliert werden. According to the invention, the braking behavior of a vehicle to be tested is preferably determined on a test bench by means of measurements. At least one part of a drive train, in particular an axle section or an axle half, in particular with a wheel receptacle of the vehicle to be tested, is mounted on the test bench. A braking performed by means of these real components of the vehicle takes into account not only the real interaction between the elements of the brake, but possibly also deviations of the powertrain to those stored in a simulation values. In addition, real ambient conditions can be generated on the entire drive train or even in the area of the individual brakes, so that these influencing factors can also be taken into account in the measurement. With the at least one dynamometer of the test bench, in particular, a braking of a drive by the drive machine, e.g. in the crawl of an automatic transmission, or be simulated by a sloping track, but preferably also a braking without propulsion component on the test bench by the at least one dynamometer can be simulated.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses des Weiteren den Schritt des Anpassens einer visuellen und/oder akustischen Simulation in den Fahrsimulator auf der Grundlage der realen Raddrehzahl oder des realen Drehmoments auf. Durch das Anpassen einer visuellen oder akustischen Simulation in dem Fahrsimulator kann das Fahrgefühl in dem Fahrsimulator durch visuelle und akustische Eindrücke verstärkt werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, this further comprises the step of adapting a visual and / or acoustic simulation in the driving simulator on the basis of the real wheel speed or the real torque. By adjusting a visual or acoustic simulation in the driving simulator, the driving feeling in the driving simulator can be enhanced by visual and acoustic impressions.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses des Weiteren den Schritt des Bewegens einer Sitzkiste, insbesondere wenigstens eines Steuerstands und/oder wenigstens eines Abschnitts des Fahrzeugs, des Fahrsimulators, wenigstens auf der Grundlage der realen Raddrehzahl oder des realen Drehmoments, insbesondere auf der Grundlage von Beschleunigungen, welche aus der realen Raddrehzahl oder dem realen Drehmoment abgeleitet sind, auf. Insbesondere die Bewegung der Sitzkiste vermittelt ein reales Fahrgefühl in dem Fahrsimulator.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention this further comprises the step of moving a seat box, in particular at least one control station and / or at least a portion of the vehicle, the driving simulator, based at least on the real wheel speed or the real torque, in particular on Basis of accelerations, which are derived from the real wheel speed or the real torque on. In particular, the movement of the seat box gives a real driving feeling in the driving simulator.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses des Weiteren den Schritt des wenigstens teilweisen Simulierens der Betätigung der wenigstens einen Bremse des Fahrzeugs auf, wenn eine Begrenzung eines tatsächlichen Bremsdrucks der wenigstens einen Bremse erreicht wird. Im Falle einer Vollbremsung an dem Bremsgeber bzw. der Anforderung eines Bremswunsches, welcher eine sehr starke Bremskraft erfordern würde, können die Dynamometer überlastet und beschädigt oder wenigstens abgeschaltet werden. Daher ist es vorteilhaft, den Bremsdruck, z. B. mittels eines Ventils im Falle einer hydraulischen Bremsleitung zwischen dem Bremsgeber und den Bremsen, zu begrenzen, und jenen Teil der Bremsung, welche die Begrenzung überschreitet, zu simulieren.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, this further comprises the step of at least partially simulating the actuation of the at least one brake of the vehicle when a limitation of an actual brake pressure of the at least one brake is achieved. In case of a Full braking at the brake transmitter or the request of a braking request, which would require a very strong braking force, the dynamometer can be overloaded and damaged or at least turned off. Therefore, it is advantageous to brake pressure, z. B. by means of a valve in the case of a hydraulic brake line between the brake and the brakes, and to simulate that part of the braking, which exceeds the limit.
Der Bremsdruck über der Begrenzung wird daher bei der Bestimmung der Werte des Bremsverhaltens nicht ausgespart, sondern so innerhalb der Fahrzeugsimulation berücksichtigt, so dass das reale Drehmoment bzw. die Raddrehzahl, welche ausgegeben wird, realistische Werte aufweist, obwohl der Bremsdruck begrenzt ist. The brake pressure across the boundary is therefore not omitted in the determination of the values of the braking behavior, but so taken into account within the vehicle simulation, so that the real torque or the wheel speed, which is output, has realistic values, although the brake pressure is limited.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt, das Einstellen des vorgegebenen Drehmoments oder der vorgegebenen zweiten Raddrehzahl an dem wenigstens einem Achsenabschnitt, des Weiteren den Luftwiderstand, den Steigungswiderstand oder den Bodenwiderstand, wobei wenigstens einer dieser Widerstände vorzugsweise simuliert wird. Im Idealfall sind alle Fahrwiderstände, welche auf das Fahrzeug bzw. dessen Komponenten wirken, bei der Ausgabe der realen Raddrehzahl oder des realen Drehmoments berücksichtigt.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention takes into account, the setting of the predetermined torque or the predetermined second wheel speed at the at least one intercept, further the air resistance, the pitch resistance or the ground resistance, wherein at least one of these resistors is preferably simulated. Ideally, all driving resistances that act on the vehicle or its components are taken into account in the output of the real wheel speed or the real torque.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind weitere Teile des Antriebsstrangs für den wenigstens einen Achsenabschnitt, vorzugsweise ein im Wesentlichen vorstehendes Fahrzeug, auf dem Prüfstand montiert.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, further parts of the drive train for the at least one intercept, preferably a substantially protruding vehicle, are mounted on the test stand.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der wenigstens eine Teil des Antriebsstrangs eine Mehrzahl von Achsenabschnitten, welche jeweils einem Rad des Fahrzeugs zugeordnet sind, auf und das vorgegebene Drehmoment oder die vorgegebene zweite Raddrehzahl der Achsenabschnitte wird für jeden einzelnen Achsenabschnitt einzeln eingestellt. Dadurch lassen sich bei den Messungen eine unterschiedliche Verteilung des Bremsdrucks zwischen den einzelnen Bremsen oder auch verschiedene Umgebungsbedingungen, z. B. Bodenhaftung an den einzelnen Rädern bzw. Bremsen, realisieren. Auch verschiedene Verteilungen eines Vortriebs auf die einzelnen Räder lassen sich so realisieren. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the at least one part of the drive train has a plurality of axle sections, which are each associated with a wheel of the vehicle, and the predetermined torque or the predetermined second wheel speed of the axle sections is set individually for each individual axle section. As a result, in the measurements, a different distribution of the brake pressure between the brakes or different environmental conditions, eg. B. traction on the individual wheels or brakes realize. Also different distributions of a propulsion on the individual wheels can be realized in this way.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden um die wenigstens eine Bremse des Fahrzeugs reale Strömungsbedingungen wenigstens eines Fluides, insbesondere Wasser und/oder Luft, nachgebildet. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, real flow conditions of at least one fluid, in particular water and / or air, are simulated around the at least one brake of the vehicle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Fahrtwind des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit, vorzugsweise zusätzlich von Fahrtrichtung und/oder Windbedingungen, nachgebildet. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, a wind of the vehicle in dependence on driving speed, preferably additionally of the direction of travel and / or wind conditions, simulated.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Witterungsbedingungen und/oder Verkehrsbedingungen um das Fahrzeug nachgebildet. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention weather conditions and / or traffic conditions are modeled around the vehicle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Strömungsbedingungen um die wenigstens eine Bremse, der Fahrtwind, die Witterungsbedingungen und/oder die Verkehrsbedingungen in das Fahrzeug wenigstens teilweise simuliert.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, flow conditions around the at least one brake, the airstream, the weather conditions and / or the traffic conditions in the vehicle are at least partially simulated.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schritte des Verfahrens über einen vorgegebenen Prüfzeitraum wiederholt. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the steps of the method over a predetermined test period are repeated.
Die im Vorstehenden beschriebenen Aspekte der Erfindung und die dazugehörigen, zur Weiterbildung des Verfahrens zum Betrieb eines Fahrsimulators offenbarten Merkmale und Vorteile gelten auch für die nachstehend beschriebenen Aspekte der Erfindung und die dazugehörigen, zur Weiterbildungen der Vorrichtung zum Prüfen einer Bremsanlage offenbarten Merkmale und Vorteile entsprechend und umgekehrt. The above-described aspects of the invention and the associated features and advantages disclosed for developing the method for operating a driving simulator also apply to the aspects of the invention described below and the associated features and advantages disclosed for the development of the device for testing a brake system vice versa.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Prüfstand des Weiteren eingerichtet, um reale Strömungsbedingungen wenigstens eines Fluides, insbesondere Wasser und/oder Luft, an der wenigstens einen Bremse des Fahrzeugs nachzubilden.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the test stand is further configured to simulate real flow conditions of at least one fluid, in particular water and / or air, on the at least one brake of the vehicle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Fahrsimulator Mittel zur Wiedergabe einer virtuellen Realität, insbesondere eine visuelle Wiedergabevorrichtung und/oder eine Audiowiedergabevorrichtung, auf und/oder ist eingerichtet, um die Sitzkiste in wenigstens sechs räumlichen Freiheitsgraden zu bewegen.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the driving simulator has means for reproducing a virtual reality, in particular a visual reproduction device and / or an audio reproduction device, and / or is arranged to move the seat box in at least six spatial degrees of freedom.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Prüfstand des Weiteren wenigstens ein Gebläse, wenigstens eine Temperiereinrichtung und/oder wenigstens eine Sprüheinrichtung auf, um die realen Strömungsbedingungen an der wenigstens einen Bremse, den Fahrtwind, die Witterungsbedingungen und/oder die Verkehrsbedingungen in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit, Fahrtrichtung, Windbedingungen, Witterungsbedingungen und/oder Verkehrsbedingungen nachzubilden. In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the test stand further comprises at least one fan, at least one tempering device and / or at least one spraying device, depending on the real flow conditions at the at least one brake, the airstream, the weather conditions and / or the traffic conditions from driving speed, direction of travel, wind conditions, weather conditions and / or traffic conditions.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind wenigstens ein Gebläse, eine Temperiereinrichtung und/oder eine Sprüheinrichtung pro zu prüfender Bremse vorgesehen. Hierdurch können an jeder Bremse verschiedene Umgebungsbedingungen erzeugt werden, was eine besonders realitätsnahe Abbildung auf dem Prüfstand ermöglicht.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, at least one fan, a tempering device and / or a spraying device per brake to be tested are provided. As a result, different environmental conditions can be generated at each brake, which allows a particularly realistic image on the test bench.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Prüfstand ein Strömungskanal und/oder eine Kältekammer auf. Hierdurch können alle auf dem Prüfstand montierten Komponenten realistischen Betriebsszenarien unterzogen werden.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the test stand has a flow channel and / or a cold chamber. As a result, all components mounted on the test bench can be subjected to realistic operating scenarios.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Signalverbindung eine Vorrichtung zur Begrenzung eines tatsächlichen Bremsdrucks, insbesondere ein Ventil, auf. Hierdurch kann verhindert werden, dass ein oder mehrere Dynamometer aufgrund eines zu hohen Drucks so stark gebremst werden, dass diese herunterfahren müssen oder sogar beschädigt werden.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the signal connection to a device for limiting an actual brake pressure, in particular a valve on. This can be prevented that one or more dynamometers are slowed down so much due to excessive pressure that they must shut down or even damaged.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Signalverbindung eine hydraulische Leitung und das Bremssignal ist ein hydraulischer Druck. Diese Signalverbindung ist besonders vorteilhaft, wenn auch in dem zu prüfenden Fahrzeug eine hydraulische Bremse vorgesehen ist.In a further advantageous embodiment, the signal connection is a hydraulic line and the brake signal is a hydraulic pressure. This signal connection is particularly advantageous if a hydraulic brake is also provided in the vehicle to be tested.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Fahrsimulator als Bremsgeber ein Bremspedal und einen Bremsgeberzylinder auf, welcher eingerichtet ist, um Veränderungen des Bremssignals, insbesondere eine Abschwächung und/oder Verzögerung, welche durch die Signalverbindung verursacht wird, auszugleichen. Insbesondere eine räumliche Trennung zwischen dem Fahrsimulator und dem Prüfstand kann eine längere Signalverbindung, insbesondere Bremsleitung, als im realen Fahrzeug notwendig machen. Die lange Leitung verringert bei einer hydraulischen Bremsanlage die Steifigkeit des Systems und verändert eine Wahrnehmung des Fahrers am Bremspedal. Dies kann dadurch verhindert werden, indem Änderungen an dem Bremszylinder des Bremsgebers vorgenommen werden, um dieselbe Steifigkeit wie im richtigen Betrieb zu erreichen, oder auch indem der Druck in der Bremsleitung angepasst wird oder beispielsweise über einen Druck-Repeater die zusätzliche Länge der Bremsleitung überbrückt wird.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the driving simulator has a brake pedal and a brake master cylinder as brake transmitter, which is set up to compensate for changes in the brake signal, in particular an attenuation and / or delay caused by the signal connection. In particular, a spatial separation between the driving simulator and the test bench can make a longer signal connection, in particular brake line, necessary than in the real vehicle. The long line reduces the rigidity of the system in a hydraulic brake system and changes the driver's perception of the brake pedal. This can be prevented by making changes to the brake cylinder of the brake sensor to achieve the same rigidity as in the correct operation, or by the pressure in the brake pipe is adjusted or bypassed, for example via a pressure repeater, the additional length of the brake pipe ,
Beispielhafte Ausführungsformen des Verfahrens zum Betrieb eines Fahrsimulators und der Vorrichtung zum Prüfen einer Bremsanlage sowie weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren, welche im Einzelnen zeigen: Exemplary embodiments of the method for operating a driving simulator and the device for testing a brake system and further advantages will become apparent from the following description in conjunction with the figures, which show in detail:
Des Weiteren kann vorzugsweise eine nicht dargestellte Vorrichtung zur Absaugung von Bremsstaub vorgesehen werden.Furthermore, preferably, a device, not shown, for the extraction of brake dust can be provided.
Der Fahrsimulator
Daten, welche auf den Prüfstand
Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen einer Bremsanlage in
Dieses Drehmoment Mdef wird dem wenigstens einen Dynamometer
Zunächst wird vorzugsweise ein Bremswunsch eines Fahrers in dem Fahrsimulator
Um die Funktion der Bremsen
Auf der Grundlage des generierten Bremssignals BS wird wenigstens eine Bremse
Wenn der wenigstens eine Achsenabschnitt
Vorzugsweise wird eine visuelle und/oder akustische Simulation in dem Fahrsimulator
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen einer Bremsanlage und das Verfahren zum Betrieb eines Fahrsimulators
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrsimulator Driving simulator
- 22
- Prüfstand test bench
- 33
- Bremsgeber brake donors
- 44
- Antriebsstrang powertrain
- 5a, 5b, 5c, 5d5a, 5b, 5c, 5d
- Achsenabschnitt intercept
- 6a, 6b, 6c, 6d6a, 6b, 6c, 6d
- Bremse brake
- 7a, 7b, 7c, 7d7a, 7b, 7c, 7d
- Dynamometer dynamometer
- 88th
- Sitzkiste seat box
- 99
- Bremspedal brake pedal
- 1010
- Signalverbindung signal connection
- 1111
- Datenverbindung Data Connection
- 1212
- Bremsgeberzylinder Brake master cylinder
- 13a, 13b, 13c, 13d13a, 13b, 13c, 13d
- Gebläse/ Temperiereinrichtung/ Sprüheinrichtung Blower / tempering device / spraying device
- 1414
- Strömungskanal flow channel
- 1515
- Kältekammer cold chamber
- 16, 1716, 17
- Mittel zur Wiedergabe einer virtuellen Realität Means for playing a virtual reality
- 1818
- Simulationsrechner simulation computer
- 1919
- Antrieb drive
- 2020
- Bremsdruckverteiler, Ventil Brake pressure distributor, valve
- PP
- Eigenschaften properties
- BSBS
- Bremssignal brake signal
- BDBD
- Bremsdruck brake pressure
- N0 N 0
- Initiale erste Raddrehzahl Initial first wheel speed
- Ndef N def
- Vorgegebene zweite Raddrehzahl Default second wheel speed
- Nreal N real
- Reale Raddrehzahl Real wheel speed
- Mdef M def
- Vorgegebenes Drehmoment Specified torque
- Mreal M real
- Reales DrehmomentReal torque
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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